采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (5): 991-1000.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.05.016

• 论文 • 上一篇    下一篇

深部远距离下保护层开采多关键层运移—裂隙演化—瓦斯涌出动态规律研究

杨科,刘帅   

  1. 1.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽 淮南 232001;2.东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819
  • 出版日期:2020-09-15 发布日期:2020-10-07
  • 通讯作者: 刘帅 E-mail:lsjz1990@163.com Tel:15956650371
  • 作者简介:杨科(1979— ),男,四川省叙永县人,博士,教授,博士生导师,从事矿山压力与岩层控制、煤与瓦斯共采方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金重点项目(51634007);安徽省115创新团队项目

Rule of multi-key strata movement-fracture evolution-dynamics of gas emission in deep long distance lower protective layer mining

  • Online:2020-09-15 Published:2020-10-07

摘要: 为了探索淮南矿区深部A组煤开采远距离上行卸压B组煤的可行性,以潘二矿A3煤11223工作面及B4煤为工程背景,采用理论分析、实验室测试、相似模拟试验以及现场观测的手段,研究了覆岩不同关键层结构远距离下保护层开采采动裂隙动态演化规律和卸压特征,以及多关键层运移对被保护层卸压瓦斯涌出动态的影响。研究表明:1) 沿工作面走向采动裂隙随关键层破断“跳跃式”向上扩展,岩层稳定后采空区中部裂隙被重新压实,切眼、工作面侧裂隙由于煤柱作用长期存在,共同构成“梯形裂隙区”。关键层竖向破断裂隙未贯通时,其随动岩层不会形成离层裂隙,同时对穿层裂隙的扩展也起到阻隔作用,致使保护层卸压角减小;2) 沿工作面倾向裂隙分布为整体偏向上山方向的“斜梯形”,倾向上部裂隙较发育。控制被保护层运移的关键层破断裂隙未贯通时,被保护层卸压系数和卸压范围均有所减小;3) 由于11223工作面东一段和西二段覆岩关键层结构不同,导水裂隙发育高度存在显著差异,被保护层B4煤东、西两段煤层透气性系数分别扩大了592倍和105倍,从增透倍数和瓦斯抽采量来看,潘二矿下保护层A3煤11223工作面开采卸压B4煤是可行的,且东一段卸压效果明显优于西二段;4) 由瓦斯抽采数据反演获得的各关键层破断步距与相似模拟试验结果有较好一致性,关键层的运移对被保护层瓦斯涌出动态起控制作用。

关键词: 下保护层开采, 相似模拟试验, 关键层运移, 裂隙演化, 瓦斯涌出动态

中图分类号: